聚偏氟乙烯的发展与应用

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1、聚偏氟乙烯的发展与应用高倩（北京化工大学理学院应用化学系，北京，20110522）摘要：本文从结构性质到其发展应用全面介绍了聚偏氟乙烯这一物质，重点从石油化工、电子电气和氟碳涂料三个方面来介绍聚偏氟乙烯的应用与发展现状的。关键词：聚偏氟乙烯；应用；氟碳涂料；绝缘介质膜1、聚偏氟乙烯的结构和性质聚偏氟乙烯（PVDF），是由l，2-二氟乙烯(VDF)单体均聚或共聚而成的线性高分子化合物，聚合度约1500，属于热塑性氟塑料。PVDF是一种白色粉末状结晶聚合物，密度为1．75～1．789g／cm3，吸水

2、率小于0．04％，玻璃化温度-39℃，脆化温度-62℃以下，结晶熔点约170℃，热分解温度大于316℃，长期使用温度在-40℃～150℃之间。它不耐高浓度强碱和某些胺类化合物；可溶解于二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等少数几种极性溶剂；在较高温度下可溶解于某些酸类和酯类化合物。PVDF具有优良的耐化学介质性能，对大多数无机酸、盐类、氧化剂、弱碱以及脂肪酸、芳香族和卤代溶剂等均有优良的抵抗性。它的耐腐蚀性能介于聚四氟乙烯（PTFE）和聚全氟乙丙烯（FEP）之间，特别是对强酸、卤素、卤素化合物及极强氧化剂

3、等具有优异的抵抗力，是化工设备理想的防腐材料。2、聚偏氟乙烯的应用概述PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域。首先，因PVDF对氯、溴卤素及卤素化合物有极其优异的抵抗特性，及其良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF在化工防腐蚀方面的应用，有其它氟树脂无可比拟的优点。同时，聚偏氟乙烯膜介电常数较高，有优良的耐化学品性、耐溶剂性、抗紫外性、耐辐射性和耐候性，同时在氟树脂中它也

4、具有最高的抗张强度和抗压缩强度以及最出色的加工性能，是膜绝缘材料的不错选择。另外，聚偏氟乙烯压电薄膜是一种新型的高分子聚合物型敏感材料，使偏氟乙烯及其共聚物成为目前研究最广泛的铁电聚合物材料，在执行器、传感器、存储器、仿真肌肉及微流控方面具有应用前景。最后，PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等；目前在我国以偏氟乙烯为含氟单体和其他含氟单体共聚的涂料用常温固化型氟碳树脂尚未出现，在这方

5、面具有巨大的发展空间。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。(1)化工领域：采用模压、挤如、注射成型可加工PVDF衬里或全塑阀门、泵、管道、管件、塔填料及其它制品。先进的离子膜烧碱生产装置中使用了大量PVDF阀。(2)电缆及电子工业：随着国内建筑业的发展，具有阻燃性和低烟性极佳的PVDF电线毫缆成为市场热销产品，目前均从国外进口。高容量微型电容器采用具有高介电常数的PVDF薄膜成型里现毒独特翁优点、已成爻电子行

6、业中的首选材料。现已是PVDF压电薄膜制成激光探测器。(3)涂料及其它：PVDF涂料可用于金属幕墙，使用寿命可达20年。随着国内建筑业的蓬勃发展，PVDF涂料的市场需要量俱增。国内有几个雷外独资企业专门营造大跨度厂房，以金属材料为主材的金属结构厂房均采用PVDF涂料作外装潢，其效果很好。在镀锌钢板、铝板等金属板上以及在塑料、水泥外墙上镀PVDF涂料也很好。另外，PVDF用于制造光导纤维，以取代进口产品，还用来生产化学稳定性好、树脂机械性好的超滤膜，在西安、海口等城市已应用。在国外，90%的PVD

7、F用于泵、阀、管道等化工设备，另外10％用于电器和工业热水设备。在美国，PVDF在化工防腐、电绝缘和建筑涂料用途各占三分之一，近十多年来，美国的PVDF已进入民用建筑电线市场，因此PVDF电线电缆市场增长较快。日本在涂料、半导体和电池、化工设备、其它方面分别为33％、25％、29％、13％。由于国外PVDF的树脂品种、品级多，加工技术成熟，应用范围比国内广，特别是在高端领域。隧着PVDF新产品的不断开发，应用范围逐渐扩大，PVDF在塑料市场中的销售比例约占15％-20％。3、聚偏氟乙烯的发展与应

8、用3.1聚偏氟乙烯在电子电器方面的发展与应用3.1.1聚偏氟乙烯在超高储能脉冲电容器绝缘膜材料方面的发展与应用超高储能脉冲电容器在军事反恐航天医药等领域具有非常重要的作用，如今国内外面临的核心问题之一就是电容器的绝缘介质材料问题，理论和实验均证明了电容器寿命随储能材料的储能密度的增加而迅速减少，因此实际应用中只能在满足电磁武器寿命要求的前提下，最大限度地提高脉冲电容器的储能密度，而决定膜电容器储能密度高低的关键材料就是膜绝缘材料。聚偏氟乙烯膜介电常数较高，有优良的耐化学品性、耐溶剂性、抗紫外性、